Установка электронно-ионно-плазменного инжиниринга поверхности материалов и изделий "КОМПЛЕКС"


Фирма-изготовитель: Лаборатория плазменной эмиссионной электроники ИСЭ СО РАН
Страна происхождения: Россия
Год выпуска: 2016


Назначение, краткая характеристика

Данная установка включает в себя все отдельные виды плазменной, ионной и электронной обработок, отработанные на разработанных в лаборатории плазменной эмиссионной электроники ИСЭ СО РАН электрофизических установках «ТРИО», «КВИНТА» и «СОЛО». Установка «КОМПЛЕКС» позволяет в едином вакуумном цикле осуществлять в любой последовательности и необходимом количестве процессы плазменного азотирования поверхности, плазменно-ассистированного электродугового напыления пленок и покрытий и электронно-пучкового миксинга напылённого слоя.

Основные характеристики

Размеры установки 2000×3600×2300 мм
Потребляемая мощность до 70 кВт
Рабочее давление 0.01–2 Па
Водяное охлаждение не более 5 м3

В состав установки входят следующие основные узлы

Рабочая вакуумная камера для азотирования и напыления:
Диаметр внутренний 690 мм
Ширина 350 мм
Рабочая вакуумная камера для обработки электронным пучком:
Размеры внутренние 550х600х550 мм
Водоохлаждаемый шибер для разделения камер:
Размеры внутренние 630х120х1390 мм
Трёхкоординатный манипулятор:
Диапазон перемещения образцов 200х200х200 мм
Грузоподъёмность манипулятора 5 кг
Количество позиций крепления 3 шт.
Точность позиционирования ≤1 мм

Характеристики функциональных узлов установки

Генератор газовой плазмы с накаленным катодом «ПИНК»
Ток разряда 5–150 A
Напряжение разряда 20–80 В
Ток магнитной катушки 0.5–0.7 A
Рабочее давление 0.05–1 Пa
Рабочий газ Ar, N2
Концентрация плазмы 109–1011-3
Дуговой испаритель ДИ-60:
Ток дуги до 150 А
Рабочее давление 0.02–1 Па
Ток фокусирующей катушки 0.05–0.4 A
Ток стабилизирующей катушки 0.6–1 A
Скорость напыления покрытий до 5 мкм/час
Электронный источник «СОЛО»:
Ток пучка 20–250 A
Энергия электронов 5–30 кэВ
Длительность импульса 20–250 мкс
Частота следования импульсов 0.3–10 с-1

Возможности и особенности

  • высокая плотность энергии пучка при низком ускоряющем напряжении;
  • широкий диапазон параметров;
  • независимая регулировка параметров;
  • возможность работы в частотном режиме;
  • продолжительное время работы без обслуживания;
  • обработка поверхности (полировка, упрочнение) металлов, различных сплавов включая твердые карбидные сплавы типа WC-Co и TiC-NiCr;
  • повышение коррозионной стойкости и износостойкости поверхности изделий;
  • обработка систем покрытие/подложка с возможностью перемешивания материала покрытия (толщиной ~ 1 мкм) с материалом подложки на глубину до 20 мкм;
  • обработка изделий сложной формы (штампы, пресс-формы);
  • глубина электронно-пучковой обработки 1 – 20 мкм;
  • нет специальных требований по размещению установки (низкая величина ускоряющего напряжения, не требуется дополнительная радиационная защита);
  • использование манипулятора позволяет обрабатывать образцы с большой площадью поверхности или партию мелкоразмерных образцов или изделий;
  • средства диагностики позволяют управлять параметрами электронного пучка;
  • возможность работы на смеси двух газов;
  • возможность проведения комплексных процессов обработки, включающих ионную очистку, диффузионное насыщение, напыление покрытий и электронно-пучковую обработку в едином вакуумном цикле;
  • возможность одновременного создания газовой и металлической плазмы в одном вакуумном объеме;
  • нанесение твердых и сверхтвердых покрытий с регулируемой in situ стехиометрией;
  • возможность одновременного или поочередного использования двух материалов катода;
  • возможность использования композиционных катодов;
  • глубина ионно-плазменной обработки до 500 μm;
  • автоматизация управления вакуумной системой;
  • автоматизированная стабилизация рабочего давления;
  • автоматизированная стабилизация состава газовой смеси;
  • автоматизация управления параметрами технологического цикла;
  • возможность создания новых технологических процессов по технологической карте;
  • возможность автоматического проведения заданных технологических процессов.

Контактная информация

Институт сильноточной электроники СО РАН, (ИСЭ СО РАН)
634055, г. Томск, пр. Академический 2/3

Заведующий лабораторией
плазменной эмиссионной электроники
АХМАДЕЕВ Юрий Халяфович
ahmadeev@opee.hcei.tsc.ru
+8 3822 491713
+7 923 408 6284